一種基于SOI工藝的三軸單片微陀螺儀的研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)三軸檢測(cè)微陀螺儀的單片集成，本文提出了一種完全對(duì)稱(chēng)的四方陀螺結(jié)構(gòu)。文中首先介紹了該課題的研究背景及研究意義，說(shuō)明了所設(shè)計(jì)的陀螺的工作原理，提出了動(dòng)力學(xué)簡(jiǎn)化模型，并給出了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程的詳細(xì)推導(dǎo)，對(duì)該陀螺進(jìn)行了阻尼分析。文章隨后給出了陀螺的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)陀螺的交叉耦合效應(yīng)進(jìn)行了分析，并計(jì)算出了陀螺的部分性能參數(shù)。文中利用軟件對(duì)陀螺結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仿真分析，對(duì)陀螺進(jìn)行了幅頻特性分析、靜態(tài)分析以及模態(tài)分析，并重點(diǎn)分析了陀螺中的彈性梁，以

2、研究彈性梁尺寸對(duì)陀螺性能的影響。
　　分析與計(jì)算結(jié)果表明，該陀螺在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的驅(qū)動(dòng)模態(tài)以及z軸檢測(cè)模態(tài)品質(zhì)因數(shù)分別可以達(dá)到9826、9834，而x/y軸檢測(cè)模態(tài)品質(zhì)因數(shù)為348，通過(guò)真空封裝以及開(kāi)阻尼孔的方法可以大大提高這一性能。陀螺的z軸、x/y軸檢測(cè)靈敏度分別為30.192 fF/(°/s)以及38.541 fF/(°/s)，在施加100G載荷下所受最大應(yīng)力為1.942MPa，陀螺各模態(tài)的固有頻率分別為57.345KHz、5